Los secretos químicos de una planta utilizada a lo largo de la historia por sus efectos calmantes se han revelado en una nueva investigación.

Estos nuevos hallazgos provienen de la investigación en Indian Snakeroot ( Rauwolfia serpentina ) que se ha utilizado durante milenios en el sur y sureste de Asia como tranquilizante.

El equipo del Centro John Innes en el laboratorio de la profesora Sarah O'Connor siguió pistas del pasado reciente para identificar las redes genéticas detrás de un catalizador crítico llamado enzima puente sarpagan.

Esto genera un vínculo químico importante con compuestos de utilidad medicinal en la raíz de la serpiente india y muchas otras plantas.

El autor principal del artículo, el Dr. Thu Thuy Dang del Centro John Innes, dijo:"Nos propusimos encontrar la enzima faltante que cataliza esta importante reacción basándonos en una pista de 20 años de la literatura.

"Gracias a los nuevos avances en los enfoques de bioinformática y química biológica, pudimos identificar el gen faltante que codifica la enzima entre miles de otros genes de la planta ".

El descubrimiento de la nueva enzima oxidativa que cataliza una química intrigante podría ofrecer rutas más rápidas a los tratamientos para los ritmos cardíacos anormales. presión arterial alta y algunos trastornos mentales.

El estudio también encontró que la enzima tiene un mecanismo adaptable que podría crear un conjunto de productos químicos estructuralmente diversos.

La profesora Sarah O'Connor añadió:"El descubrimiento de la enzima puente sarpagana, junto con otras enzimas generadoras de andamios, proporcionará las piezas necesarias para el ensamblaje y la ingeniería de rutas metabólicas en organismos como la levadura o las plantas de tabaco para la producción en masa de compuestos de importancia farmacéutica. Actualmente estamos colaborando con expertos en biología sintética e ingeniería de levaduras para impulsar esto ".

La raíz de serpiente india es una de las 50 hierbas fundamentales utilizadas en la medicina tradicional china. donde tiene el nombre shég? n mù (chino:???) o yìndù shémù (chino:????).

Produce aproximadamente 150 alcaloides de indol monoterpeno como reserpina, yohimbina, y raubasina.

Uno de los alcaloides más conocidos de la raíz de serpiente es la ajmalina, un agente antiarrítmico de clase Ia que se utiliza a menudo en el diagnóstico de pacientes con sospecha de síndrome de Brugada, una condición que causa la interrupción del ritmo normal del corazón.

En otros hallazgos, el estudio mostró que la enzima puente sarpagan une dos átomos de carbono, una reacción particularmente desafiante para los químicos orgánicos sintéticos, y así crea las complejas estructuras tridimensionales que se encuentran en las muchas clases de alcaloides.

El estudio también demostró por primera vez que el alcaloide complejo vinorina se puede producir en un organismo diferente, requiriendo cinco pasos enzimáticos (incluida la enzima recién descubierta) de la strictosidina intermedia fácilmente disponible.

Por último, este enfoque podría utilizarse para producir fármacos derivados de la estrictosidina como la ajmalina, que se utiliza para tratar los ritmos cardíacos anormales, más eficientemente.

El Dr. Jakob Franke dijo:"El descubrimiento destaca la versatilidad de este grupo de enzimas oxidativas, lo que lo convierte en un biocatalizador muy útil y un excelente objetivo para la ingeniería de estas vías de alcaloides. Podríamos usar esta enzima para producir medicamentos de una manera mucho más elegante que cualquier químico sintético ".